JP4109455B2 - 水素溶解水製造装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイス等の製造工程で洗浄水又は浸漬水として用いられる水素溶解水の製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、超LSIの高集積化、配線の微細化が進み、それに伴い単位面積当たりの集積度を上げるために基板表面の平坦化、多層配線化の技術開発が進展し、また配線の微細化実現のために低抵抗の配線材料が導入されている。
【0003】
LSI部品のほとんどがシリコン基板上に作られていくが、その製造工程はおよそ以下の通りである。すなわち、表面を鏡面状に研磨したシリコンウエハ表面に高温の拡散炉の中で酸化膜を生成せしめる酸化工程と、絶縁膜上一面にフォトレジスト(感光剤)を塗布して感光性を持たせるフォトレジスト塗布工程と、あらかじめパターンを描画したマスクをウエハにかぶせ該マスクの上からフォトレジスト露光用の光を照射してマスクに描画されたと同じパターンを焼き付ける露光工程と、現像液にてレジストの感光部分のみを取り除きさらにエッチング液に浸す等して感光部分の絶縁膜をエッチングする現像−エッチング工程と、該現像−エッチング工程によって露出したシリコン面に不純物を注入する酸化−拡散工程と、配線を形成するための金属被膜層をウエハ表面に生成せしめるメタライズ工程とからなり、多層化配線の場合にはさらに絶縁膜を生成せしめた後に上記と同様の工程が繰り返し行われる。
【0004】
基板表面の平坦化のために行われる研磨工程の後洗浄は汚染物質残留による配線不良を防ぐために不可欠な処理である。除去対象となる汚染物質としては研磨後の残留砥粒が主なものであるが、この汚染物質除去のために従来超純水が主に用いられてきた。近年、洗浄処理後に基板表面に残留する微粒子は数だけでなく微粒子径についても管理されるようになってきている。即ち、デバイス自体の高集積化の要求とデバイス検査装置の性能向上とが相俟って微粒子径に関して、より微細径レベルで管理されるようになり、直径0.12μm以下までも管理対象になる場合がある。
【0005】
このように半導体デバイスの清浄度の高まりにつれて超純水よりも洗浄能力の高い洗浄液の採用が広まっている。洗浄能力の高い洗浄液としては、水を電気分解することで得られる電解イオン水や超純水に水素ガスを溶解せしめた水素溶解水、或いはキレート剤を添加したアルカリ薬液等がある。特に前二者は洗浄液中への添加物が極めて少なく取り扱う際の安全性も高いことから、環境負荷の少ない洗浄液として注目されている。
【0006】
電解イオン水は純水または超純水を電気分解することで陽極室からは酸化性の陽極水を、陰極室からは還元性の陰極水をそれぞれ得るものであるが、陽極水へは酸、特に塩酸を添加することで酸性且つより高い酸化力の水質を得ることができ、陰極水へは塩基を添加することでアルカリ性且つより高い還元力の水質を得ることができる。陽極水は金属除去や殺菌等に、また陰極水は微粒子除去や再付着防止に用いられる。また水素溶解水は純水または超純水に水素ガスを溶解せしめて得るものであるが、水素ガスの溶解方法としては一般的に筒内に中空糸膜を充填した気体溶解膜を用いて純水または超純水と水素ガスとを接触せしめることが溶解効率も高く、かかる方法が多く用いられている。水素ガス供給方法としては半導体製造に用いる水素ガスを用いる方法、水素ガスボンベを用いる方法、水の電気分解によって生成する水素ガスを用いる方法等があるが、水素ガスの清浄性と設備の簡単さから水の電気分解によって生成する水素ガスを用いる方法が多く実施されている。水素溶解水の利用方法としては電解イオン水のうち陰極水と同様に微粒子除去や再付着防止に用いられている。
【0007】
もちろん半導体デバイス製造において全ての不純物の存在が好ましくないことはいうまでもない。微粒子汚染はパターン欠陥を生じさせ、絶縁膜信頼性を劣化させる。微粒子以外の不純物としては絶縁膜信頼性の劣化と各種リーク電流を引き起こす金属汚染や、コンタクト抵抗の増大や絶縁膜信頼性劣化を引き起こす有機物汚染、さらには無機イオン汚染や意図せぬ自然酸化膜の生成等も半導体製造工程において不具合を生じさせるものであり、したがって、洗浄液中からはこれら不純物が極限まで除去されていることが望まれる。
【0008】
現在の技術においては、サブミクロンデザインルールのLSI製造用の一般的な超純水製造装置で製造される超純水は、例えば以下の表1に示す水質を有しており、このような水質の超純水によるすすぎ工程中で超純水由来の汚染物質が半導体基板表面に付着することはないとされている。
【0009】
【表1】
【0010】
超純水製造装置は、原水を凝集沈殿装置、砂ろ過装置、活性炭ろ過装置、逆浸透膜装置、2床3塔式イオン交換装置、混床式イオン交換装置、精密フィルター等で処理して1次純水を得る1次系純水製造装置と、1次純水を1次純水槽に貯留し、紫外線酸化装置、カートリッジポリッシャー、限外ろ過膜装置や逆浸透膜装置のような膜処理装置等で処理して2次純水を得る2次系純水製造装置とから構成される。1次純水を2次処理することによって、1次純水中に残留する微粒子、コロイダル物質、有機物、金属、陰イオン等を可久的に取り除いて超純水を得る。
【0011】
前述の電解イオン水や水素溶解水の製造用原水としてもまた、例えば表1に示す水質の超純水が用いられる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、かかる現状においては以下のような問題がある。即ち、超純水水質管理項目の一つであるTOC濃度を達成するために用いられる紫外線酸化装置において極わずかではあるが過酸化水素が生成するという問題がある。即ち、超純水製造工程のうち有機物分解のために用いられる紫外線酸化装置では波長185nmを中心とする紫外線を照射するが、これにより水分子もまた分解されて酸化性物質である過酸化水素が生成する。その生成量はおよそ10μg/Lから数十μg/L程度であるが、その存在により半導体デバイス製造工程で予期せぬ酸化が生じる場合がある。
【0013】
微量の過酸化水素を含んだ超純水を用いて製造せしめた電解イオン水や水素溶解水中にも過酸化水素は残留する。気体溶解膜内での混合によるだけでは、超純水中の微量過酸化水素と水素ガスとの化合は生じ得ないのである。電解陰極水や水素溶解水は還元性質を示すが、該微量過酸化水素の存在は半導体デバイス製造工程に於ける予期せぬ酸化を引き起こす場合がある。
【0014】
前述の通り半導体デバイスの微細化は急速に進んでいる。配線の狭巾化だけでなく配線や絶縁膜等の厚さの薄化も必須のものとして要求されている。半導体デバイス製造用基板としてはシリコンウエハが用いられることが圧倒的に多く、この場合の絶縁膜としてはシリコン酸化膜が製膜される。その厚さは数ナノメートルで制御されることもあり、もはや超純水中に存在する酸化性物質による予期せぬ酸化は無視できない状態となっている。
【0015】
そこで本発明者等は上記過酸化水素を除去するための方法を確立すべく検討したところ、一般的な処理法である活性炭を用いる方法や、還元性物質添加による中和処理方法は、排水処理としては有効であるが、超純水中のTOC濃度やイオン負荷を著しく増加させるため半導体デバイスの洗浄用水としての処理には適用できないことが判り、更に検討を加えたところ、超純水をパラジウム触媒に接触させることによって過酸化水素を除去する方法が除去効率の面からも優れた方法であるという知見を得た。
【0016】
しかしながら、更なる技術上の検討を続けた結果、このようなパラジウム触媒を用いて過酸化水素を除去する処理において、パラジウム触媒からの不純物溶出による被洗浄物の汚染の問題があることが判明した。陰イオン交換樹脂を母体とするパラジウム触媒は使用前には十分な精製が施されており通常は不純物溶出のおそれはないが、長期間の使用により性能の劣化が起こると、担体としてのイオン交換樹脂から母体の原材料由来のアミン類が分離して超純水中に溶出したり、或いはイオン交換樹脂の破砕が起こり、この破砕微粒子が超純水中に混入するという不具合が生じる。
【0017】
通常のイオン交換樹脂が処理水質の比抵抗の低下により交換または再生の目安を知ることができるのに対して、パラジウム触媒の場合にはこのような水質低下が現れないことから性能の劣化を気づきにくいという問題がある。
【0018】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、水素溶解水の製造において、パラジウム触媒による過酸化水素除去処理時に生じる不純物を確実に除去して、水素溶解水の水質低下を防止できる水素溶解水製造装置を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明は、脱ガス処理した超純水に水素を溶解する水素溶解装置と、超純水に含有された過酸化水素を除去するパラジウム触媒装置と、該パラジウム触媒装置の処理水出口側に設けた不純物除去装置とからなる水素溶解水製造装置であって、パラジウム触媒装置の後段に水素溶解装置を設け、該水素溶解装置の後段に不純物除去装置を設けると共に、水素溶解水の一部をパラジウム触媒装置の入り口側に循環させる水素溶解水供給管を設けてなることを特徴とする水素溶解水製造装置である。
【0020】
不純物除去装置はパラジウム触媒装置による処理の際に、被処理水に溶出する不純物イオンや被処理水に混入する不純物微粒子を除去するためのもので、この不純物除去装置としてはイオン交換装置と膜処理装置とから構成することができる。
【0021】
上記イオン交換装置としては、樹脂塔内に陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂との混合イオン交換樹脂を用いる混床式イオン交換装置が好ましく、また膜処理装置としては、限外ろ過膜装置または逆浸透膜装置が好ましい。
【0022】
また不純物除去装置としてイオン吸着膜装置を用いることもできる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
【0026】
図1は本発明装置の一例を示し、1は超純水製造装置で、該超純水製造装置1は一次純水製造装置2と二次純水製造装置3とからなり、一次純水製造装置2は特に図示しないが、例えば、凝集沈殿装置、砂ろ過装置、活性炭ろ過装置、逆浸透膜装置、2床3塔式イオン交換装置、混床式イオン交換装置、精密フィルターを備え、原水を凝集沈殿装置、砂ろ過装置、活性炭ろ過装置で前処理を行い、次いで逆浸透膜装置、2床3塔式イオン交換装置、混床式イオン交換装置、精密フィルターで処理して一次純水を得るものである。4は一次純水タンクで、一次純水製造装置で得られた一次純水を貯留するものである。
【0027】
二次純水製造装置3は、紫外線酸化装置5、混床式カートリッジポリッシャー等のイオン交換装置6、限外ろ過装置、逆浸透膜装置等の膜処理装置7を備え、一次純水に紫外線照射、イオン交換処理、限外ろ過膜処理を施して、一次純水中に残留する微粒子、コロイド物質、有機物、金属イオン、陰イオン等を除去して超純水を得るものである。8は二次純水製造装置3の出口側と一次純水タンク4とを繋ぐ循環ラインで、この循環ライン8により残余の超純水を一次純水タンク4に循環するようになっている。
【0028】
上記した超純水製造装置1に配管9を介して脱ガス装置10が連結され、該脱ガス装置10に配管11を介して水素溶解装置12が連結されている。脱ガス装置10は、特に超純水中に溶存している酸素ガス、窒素ガス、炭酸ガスを除去するためのもので、該装置としてはガス透過膜を介して真空脱ガスを行う構造のものが好ましいが、もとよりこれに限定されるものではない。この脱ガス装置10は水素溶解装置12の前段に設けられる。
【0029】
このように水素溶解処理の前に脱ガス処理が行われるが、この脱ガス処理に当たって、酸素ガス、窒素ガス、炭酸ガスのうちの1種又は2種以上の溶存ガスの濃度が10ppm未満、好ましくは2ppm以下となるように脱ガスすることが好ましい。溶存ガス濃度が10ppm以上となると、水素溶解処理の際、充分な水素溶解量を得ることができず、また水素溶解量の微調整を行うことが困難となる。更に溶存ガス濃度が10ppm以上であると、水素溶解水を用いて洗浄を行う時に気泡が発生して被洗浄物に気泡が付着し、気泡が付着した部分の洗浄効果が低下するという不具合を生じる。
【0030】
脱ガス装置10は水素溶解装置12の前段に設ければよいから、該脱ガス装置10を超純水製造装置1内に設けることも可能である。この場合、一次純水タンク4には窒素ガスがパージされるので、この窒素ガスをも除去する必要があることから、脱ガス装置10は一次純水タンク4の後段即ち、二次純水製造装置3内に設けられる。
【0031】
水素溶解装置12は脱ガス処理した超純水に水素を溶解するもので、該装置としてガス透過膜15を有し、該ガス透過膜15を通して水素を溶解する構造のものが好適に用いられる。かかる構造のものとして、ガス透過膜15を中空糸状に形成したものが好ましく、特に該中空糸膜を多数並設してモジュール化したものが好ましい。本発明は上記構造以外に、例えば、超純水中に水素ガスをバブリングして溶解させる装置、超純水にエジェクターを介して水素ガスを溶解させる装置、超純水を供給するポンプの上流側に水素ガスを供給し、ポンプ内の撹拌によって溶解させる装置等を水素溶解装置12として用いることもできる。
【0032】
水素溶解装置12には配管14を介して水素供給装置13が連結され、この水素供給装置13より水素溶解装置12に水素ガスが供給される。この水素供給装置13としては、水の電解装置、水素ガスボンベ等が用いられる。水の電解装置を用いる場合、通常この電解装置には超純水が供給され、超純水は電解装置内で電気分解され、電解装置の陰極室で高純度水素ガスが発生する。発生した水素ガスは配管14を通して水素溶解装置12に導かれる。
【0033】
水素溶解装置12において超純水に水素ガスを溶解して得られた水素溶解水は負の酸化還元電位を有する。即ち、水素溶解水の酸化還元電位は還元電位側となる。例えば水素溶解水の酸化還元電位を−100mV〜−600mVとすることができる。水素溶解水中の溶存水素濃度は、25℃、1気圧下で0.05ppm以上であることが好ましく、特に0.8〜1.6ppmであることが好ましい。溶存水素濃度が0.05ppm未満であると、水素溶解水の酸化還元電位を充分な還元電位側とすることができず、その結果、水素溶解水を洗浄液として用いた場合に被洗浄体表面の微粒子除去の効率が低下する。
【0034】
水素溶解装置12には配管16を介してパラジウム触媒装置が連結される。このパラジウム触媒装置は図1においてパラジウム触媒塔17として示されており、パラジウム触媒を塔内に充填してなるものである。超純水製造工程中の紫外線酸化処理において過酸化水素が生成し、超純水に溶存するが、パラジウム触媒塔17における処理によって過酸化水素は水中に存在する水素と反応し除去される。
【0035】
パラジウム触媒としては、イオン交換樹脂例えば、陰イオン交換樹脂を担体とし、これに金属パラジウムを担持させたものが好ましい。前記した如く、本発明の技術課題として、イオン交換樹脂を担体とするパラジウム触媒を用いた場合の不純物生成について述べたが、担体としてイオン交換樹脂以外の材料を用いたときにも同様に不純物を生成する場合があり、従って、本発明は担体としてイオン交換樹脂を用いる場合に限定されるものではなく、担体として活性炭、合成吸着剤、無機交換体等を用いる場合にも同様に本発明を適用できるものである。
【0036】
パラジウム触媒塔17において、パラジウム触媒による過酸化水素除去処理に当たって水素の供給が必要であるが、パラジウム触媒に接触する超純水は水素溶解水であるので、パラジウム触媒塔17に別途、水素を供給する必要はない。従って、水素溶解水中の水素は過酸化水素除去処理のために必要量消費されるので、この過酸化水素除去処理のために要する水素量の分だけ余分に水素を溶解する必要がある。そのため水素溶解装置12において超純水に水素を溶解するに当たりその水素溶解量は、負の酸化還元電位を有する水素溶解水を得るために必要な水素量に、上記した過酸化水素除去処理のために要する水素量を加えた量とする。
【0037】
18は配管16に連結された溶存水素濃度計で、超純水に溶解された水素の濃度を測定し、水素溶解量を制御して溶存水素濃度を所定の値に調整する。
【0038】
パラジウム触媒塔17の後段即ち、パラジウム触媒塔17の処理水出口側に不純物除去装置19が接続される。該不純物除去装置19はパラジウム触媒塔17により過酸化水素除去処理を行った際に生じる不純物を除去するための装置で、イオン及び微粒子を除去できる装置が好ましい。即ち、パラジウム触媒の長期間使用により、触媒の劣化が起こり、担体である陰イオン交換樹脂からアミン類や他の官能基が分離して被処理水(水素溶解水)中に溶出し、またイオン交換樹脂の破砕が起こり、破砕微粒子が被処理水(水素溶解水)中に混入するのでこれらのイオン及び微粒子を除去する必要がある。更に担体がイオン交換樹脂以外の材料である場合にも、同様に被処理水(水素溶解水)中へのイオン及び微粒子の混入の問題を生じるので、同様にそれらの除去処理が必要である。イオン除去のためにはイオン交換装置が、また微粒子除去のためには限外ろ過膜装置、逆浸透膜装置等の膜処理装置がそれぞれ好ましい。
【0039】
図1に示す不純物除去装置19は、イオン交換装置20と限外ろ過膜装置、逆浸透膜装置等の膜処理装置21とからなる。この場合、イオン交換装置20を前段に配置し、その後段に膜処理装置21を配置して、最初にイオン交換装置20により不純物イオン除去処理を行い、次いで膜処理装置21により微粒子除去を行うようにすることが好ましい。これはイオン交換装置20におけるイオン交換樹脂が劣化して破砕微粒子が流出するおそれがあることをも考慮する必要があり、そのためにはイオン交換装置20の後段に膜処理装置21を配置することが好ましいからである。
【0040】
パラジウム触媒が陰イオン交換樹脂を担体としている場合は被処理水(水素溶解水)中に溶出する不純物イオンはアミン類等の陽イオンであるから、イオン交換装置20は陽イオン交換樹脂装置として構成することが好ましい。しかし、陽イオンの他に陰イオンが溶出する場合もあることを考慮して、イオン交換装置20は樹脂塔内に陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂との混合イオン交換樹脂を用いる混床式イオン交換装置として構成することがより好ましい。
【0041】
尚、水素溶解装置12の後段において不純物除去装置19による不純物除去処理を行っても水素溶解水の水質が劣化することはない。即ち、水素溶解水中の水素は水中で解離することはないのでイオン交換装置20による処理により水素が一部除去され減量するということはない。
【0042】
本発明は不純物除去装置19としてイオン吸着膜装置を用いることもできる。イオン吸着膜装置は膜自体がイオン交換能を有しているもので、1つの装置でイオン交換による不純物イオン除去処理と微粒子除去処理とを同時に行うことができる。このイオン吸着膜装置におけるイオン吸着膜としては例えば、ポリエチレン膜の孔内部にイオン交換基が存在する親水性のフィルターを用いることができ、またその他の公知のイオン吸着膜を用いることができる。また膜の形状、構造は中空糸であっても、或いはプリーツ型のものであってもよい。
【0043】
尚、図1に示す不純物除去装置19において、パラジウム触媒塔17における処理の際、不純物イオンの溶出がないか或いはその溶出量が微量である場合には、イオン交換装置20は必ずしも設ける必要がなく、膜処理装置21のみから不純物除去装置19を構成するようにしてもよい。
【0044】
上記した膜処理装置21は、膜処理によって得られた不純物を含む濃縮水を処理水と分離して装置外に取り出す方式のものでも或いは全量濾過タイプのものでもよい。
【0045】
22は、不純物除去装置19から流出する水素溶解水を洗浄装置30に導くための配管である。この配管22は途中で分岐してそれぞれ分岐配管27、28として構成され、これらの分岐配管27、28はそれぞれ洗浄装置30に連結されている。
【0046】
配管22にはアルカリ液槽23が連結され、ポンプ24で加圧してアルカリ液をアルカリ液供給管29より配管22に導き、配管22中を流れる水素溶解水にアルカリ液を添加混合するように構成されている。アルカリ液の添加により水素溶解水はアルカリ性になり、このようにアルカリ性になることにより水素溶解水の酸化還元電位をより還元性にすることができ(即ち、酸化還元電位の数値がマイナス側により大きな数値となる)、その結果、水素溶解水による微粒子除去効果及び微粒子再付着防止効果が一段と向上する。
【0047】
水素溶解水をアルカリ性にするに当たって、水素溶解水のpHは7を越え、11未満が好ましく、より好ましくはpH8〜10である。水素溶解水をアルカリ性にするため添加されるアルカリとしては、アンモニア水、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)等のアルカリ水溶液や、アンモニアガス等の如きアルカリのガス等が用いられるが、アンモニア水やアンモニアガスを用いると、水酸イオン(OH- )の対イオンとして金属イオン、有機物イオンが存在せず、対イオンが揮発性であるため、水素溶解水を洗浄水として用いた場合の洗浄対象物に不純物が付着しない点で好ましい。尚、水素溶解水のpHが7以下であると被洗浄物表面の微粒子の除去効果が低下する。またpHが11以上となると、アルカリ性が強すぎて被洗浄物表面を荒らすおそれがあり、好ましくない。
【0048】
図1に示す実施例では配管22にアルカリ液槽23を接続してアルカリ液を添加しているが、本発明の他の実施例として図2に示すように、配管22にアルカリ液槽23を接続せず、配管22より分岐して洗浄装置30に水素溶解水を導く分岐配管27、28にそれぞれアルカリ液槽23を接続してアルカリ液を添加するようにしてもよい。このように構成すれば、各分岐配管27、28に添加されるアルカリ量を異ならしめて、それぞれpHの異なる水素溶解水を洗浄装置30に供給することができ、洗浄装置30の処理目的に応じた水素溶解水の供給が可能となる。
【0049】
尚、図2において、アルカリ液槽23は1つのみ設け、このアルカリ液槽23に接続されるアルカリ液供給管29を途中で分岐させ、分岐したアルカリ液供給管29の一方を分岐配管27に、他方を分岐配管28にそれぞれ連結し且つ分岐配管27に供給されるアルカリ量と分岐配管28に供給されるアルカリ量とを任意に制御するように構成することもできる。
【0050】
水素溶解水は被洗浄物の汚染の度合いが比較的高い場合の洗浄にも、或いは汚染の度合いが極めて低い、例えば最終すすぎ工程にも用いられることがあるが、最終すすぎ工程では処理後の被洗浄物表面にアルカリが残留することは好ましくない。従って、洗浄装置30が最終すすぎ工程における洗浄装置である場合には、その前段においてアルカリ液槽23からのアルカリ液の添加によるpH調整は行わないことが好ましい。
【0051】
25は配管22に連結されたpH測定器、26は酸化還元電位計である。pH測定器25は水素溶解水のpHを測定し、アルカリ添加量を制御して水素溶解水のpHを所定の値に調整する。また酸化還元電位計26は水素溶解水の酸化還元電位を測定し、水素溶解量やアルカリ添加量を制御して水素溶解水の酸化還元電位をを所定の値に調整する。
【0052】
図1に基づき本発明の作用を説明すると、超純水製造装置1より供給される超純水を脱ガス装置10に導いて、超純水に溶存している酸素ガス、窒素ガス、炭酸ガスを除去し、この脱ガス処理した超純水を水素溶解装置12に導いて超純水に水素ガスを溶解し、負の酸化還元電位を有する水素溶解水を製造する。超純水への水素溶解量は溶存水素濃度計18によって制御され所定の溶存水素濃度を有する水素溶解水が得られる。
【0053】
水素溶解水はパラジウム触媒塔17に導かれ、このパラジウム触媒塔17において、水素溶解水中の過酸化水素と水素とがパラジウム触媒の存在により反応し、過酸化水素が除去される。これにより紫外線酸化装置5における紫外線照射により生成した過酸化水素が除去される。
【0054】
次いで、水素溶解水は不純物除去装置19に導かれる。ここで、イオン交換装置20により水素溶解水中の不純物イオンの除去を行った後、膜処理装置21により水素溶解水中の不純物微粒子の除去を行う。これにより、パラジウム触媒による過酸化水素除去処理時にパラジウム触媒の担体であるイオン交換樹脂から分離して水素溶解水に溶出したアミン類等の不純物イオンを除去できると共に、水素溶解水に混入した上記担体樹脂の破砕微粒子を確実に除去できる。
【0055】
上記の如き不純物除去処理の行われた水素溶解水にはアルカリ液槽23よりアルカリ液が添加混合されてpH調整がなされ、これにより還元性のより大きな酸化還元電位を有するアルカリ性水素溶解水が得られる。ここにおいてpH測定器25により水素溶解水のpH値が制御され、また酸化還元電位計26により水素溶解水の酸化還元電位が制御される。
【0056】
かくして得られたアルカリ性水素溶解水は分岐配管27、28を介して洗浄装置30に送られ、半導体デバイス等の洗浄を行う洗浄水或いは浸漬水として用いられる。
【0057】
前記実施例ではパラジウム触媒塔17を水素溶解装置12の後段に設けたが、本発明の他の実施例としてパラジウム触媒塔17を水素溶解装置12の前段に設け、水素溶解装置12から流出する水素溶解水の一部をパラジウム触媒塔17に循環供給するように構成してもよい。図3はこのような実施例を示すもので、脱ガス装置10の後段にパラジウム触媒塔17を連結すると共に、該パラジウム触媒塔17の後段に水素溶解装置12を連結し、水素溶解装置12の出口側に接続された配管16に水素溶解水供給管31を分岐状に連結し、該供給管31の他端をパラジウム触媒塔17の入り口側の配管11に接続している。
【0058】
このような構成によれば、水素溶解装置12から流出する水素溶解水の一部を水素溶解水供給管31を介してパラジウム触媒塔17の入り口側に循環させることができ、それによりパラジウム触媒による過酸化水素除去処理に必要な水素を供給することができる。水素溶解水の一部を水素溶解水供給管31に導くには、バルブ調整等、公知の手段を用いることができる。尚、水素溶解水供給管31をパラジウム触媒塔17に接続して、水素溶解水の一部を直接、パラジウム触媒塔17に導くように構成することもできる。
【0059】
図3の構成においては、パラジウム触媒塔17と不純物除去装置19との間に水素溶解装置12が位置している。本発明において、パラジウム触媒塔17の出口側に不純物除去装置19を設けるのであるが、このような構成はパラジウム触媒塔17の後段に隣接して不純物除去装置19を設ける態様のものに限るものではなく、パラジウム触媒塔17と不純物除去装置19との間に他の処理装置が介在している態様をも含むものであるから、上記図3の構成も本発明の実施形態の一つである。
【0060】
【発明の効果】
本発明の水素溶解水製造装置は、脱ガス処理した超純水に水素を溶解する水素溶解装置と、超純水に含有された過酸化水素を除去するパラジウム触媒装置と、該パラジウム触媒装置の処理水出口側に設けた不純物除去装置とからなるものであるから、超純水製造装置において紫外線酸化処理を行った際に生成する過酸化水素をパラジウム触媒装置によって除去できると共に、このパラジウム触媒装置による処理の際に被処理水に溶出する不純物イオンや、被処理水に混入する不純物微粒子を不純物除去装置によって確実に除去することができ、その結果、水素溶解水の水質低下を防止でき、洗浄水、浸漬水等の用途に用いた場合、高品質の処理を行える効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す略図である。
【図2】分岐配管毎にpH調整を行う一構成例を示す本発明の要部略図である。
【図3】本発明の第2の実施形態を示す略図である。
【符号の説明】
12 水素溶解装置
17 パラジウム触媒塔
19 不純物除去装置
20 イオン交換装置
21 膜処理装置
31 水素溶解水供給管
Claims (3)
- 脱ガス処理した超純水に水素を溶解する水素溶解装置と、超純水に含有された過酸化水素を除去するパラジウム触媒装置と、該パラジウム触媒装置の処理水出口側に設けた不純物除去装置とからなる水素溶解水製造装置であって、パラジウム触媒装置の後段に水素溶解装置を設け、該水素溶解装置の後段に不純物除去装置を設けると共に、水素溶解水の一部をパラジウム触媒装置の入り口側に循環させる水素溶解水供給管を設けてなることを特徴とする水素溶解水製造装置。
- 不純物除去装置がイオン交換装置と膜処理装置とからなる請求項1記載の水素溶解水製造装置。
- 膜処理装置が限外ろ過膜装置または逆浸透膜装置である請求項2記載の水素溶解水製造装置。
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